メディカルソリューション

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三次元画像処理

Mimicsは、CT画像やMRI画像の表示とセグメンテーションを実施し、それらのデータから三次元モデルを構築できる対話型操作のソフトウェアです。Mimicsは、医療分野では、診断、手術計画の策定、手術のリハーサル等に利用することができます。各種のラピッドプロトタイピングシステムに柔軟に対応でき、セグメンテーションによって定義したオブジェクトのモデルを作成することができます。

医師や放射線技師は、Mimicsを使って、CTスキャンやMRIスキャン内の領域セグメンテーション処理を実施し、必要に応じて結果を修正することができます。例えば、金属製埋入物によって発生するアーチファクト等は、簡単に除去することができます。表示やモデルの作成に利用する三次元オブジェクトは、医療スタッフ自身の手によって正確に定義することができます。オブジェクト(例:骨盤等)を三次元表示するのに、特殊な専門知識は必要ありません。

Mimicsは、ピクセル毎に異なる輝度値を持つ画像に対して領域セグメンテーションを実施する汎用プログラムです。処理する二次元スライス画像(長方形画像も可能)の枚数に制限はありません。お使いのコンピュータのメモリ容量が許す限り、処理を実行できます。

画像処理用に用意されたインターフェイスには、セグメンテーションビジュアリゼーションのためのさまざまなツールが搭載されています。

セグメンテーション機能

Mimicsでは、セグメンテーションマスクを使用して、関心領域を抽出します。複数の異なるセグメンテーションマスクによって画像の特定部分を定義し、処理することができます。
マスクの作成と編集には、以下の機能を利用できます:

 

スレッショルド処理:
スレッショルド処理は、セグメンテーションマスクを作成するために最初に実行します。グレーバリュー(ハンスフィールド)値の範囲を指定することにより、関心領域を選択することができます。領域の境界は、スレッショルド値の下限値と上限値によって決まります。グレーバリュー(ハンスフィールド)値が範囲内に入るピクセルは、すべてがハイライトされてマスク内に含まれます。

リージョングローイング(領域成長法):
領域成長法は、ノイズや分離している構造(シェル)をマスクから除去するのに利用します。

編集(描画、消去、ローカルスレッショルド処理):
マニュアル編集機能により、画像に対して描画や消去、ローカルスレッショルド値によるセグメント処理を実行できます。編集機能は、通常、アーチファクトの除去と構造の分離のために使用します。

ダイナミックリージョングローイング(動的領域成長法)
動的領域成長法は、一定のグレーバリュー値の範囲内にある連続部分をセグメントとして取り出すことができます。この機能を使うと、CT画像内の腱や神経を簡単にセグメント化できます。また、MRI画像に利用できる各種のツールも搭載されています。

 

モーフォロジー操作(形態学的処理):
モーフォロジー操作には、セグメンテーションマスクの形状に対して実行できる機能(浸食、膨張、開放、閉鎖)が含まれます。いずれの機能も、元のマスクに対してピクセルデータを追加または削除し、その結果をターゲットマスクにコピーします。このツールは、MRI画像の処理に効果を発揮します。

ブーリアン演算:
ブーリアン演算機能を使うと、2つのセグメンテーションマスクを利用して、異なる形状のマスクを作成できます(論理差、論理和、論理積)。これらの演算は、2つの関節を分離する必要がある場合に、作業を簡略化するのに役立ちます。

キャビティフィル:
キャビティフィル機能は、選択したマスク内部のギャップを埋め、結果を新しいマスクにコピーします。この機能は、二次元画像にも利用できます。

ポリラインによるキャビティフィル:
ポリラインによるキャビティフィル機能は、ポリラインセットに基づいてギャップを埋める事により、セグメンテーションマスクを作成します。このツールを利用すれば、非常に効率的に内部キャビティを埋めることができます。

 

ビジュアリゼーションおよび測定ツール

ビジュアリゼーション:

Mimicsは、画像データをいくつかの異なる表示方法で表示できます。それぞれの表示方法により、異なる情報を表現することができます。Mimicsの画面は、3つのビュー領域に分割されています。オリジナルの軸位断像ビューと、再スライスによって作成される冠状および矢状断面ビューです。Mimicsには、コントラスト調整、三次元表示の視点移動、ズーム、回転といったビジュアリゼーション機能が搭載されています。カラースケール機能は、軟組織や骨のグレーバリューのわずかな違いを際立たせることができます。Mimicsは、画像を位置合わせして、軸位断像内に画像の位置を表示することができます。

三次元レンダリングと三次元情報:
Mimicsでは、フレキシブルなインターフェース上の操作によって、関心領域の三次元モデルを短時間で作成できます。ユーザーは、解像度とフィルタリングのパラメータを設定できます。すべての三次元モデルにおいて、高さ、幅、体積、表面積等のデータを利用することができます。Mimicsは、すべてのウィンドウで三次元モデルを表示し、リアルタイムの回転、視点移動、ズーム、透明化といったビジュアリゼーション処理を実行できます。OpenGLハードウェアアクセラレーションを利用した高品質レンダリングを使えば、グローシェーディングによって三次元オブジェクトの表示を最適化することができます。

再スライス:
再スライス機能には、2種類のツールが含まれます。オンライン再スライスツールと、再スライスプロジェクトのエクスポートツールです。オンライン再スライスツールは、ユーザーが軸位断像内に描いたカーブに対して垂直な断面画像と平行な画像を表示することができます。ユーザーは複数の異なる再スライスカーブを描いて、Mimicsプロジェクト内に保存することができます。
再スライスプロジェクトのエクスポート機能は、使いやすいインターフェースを介して、ユーザーが描いたラインに沿って再スライスしたMimicsプロジェクトをエクスポートすることができます。ラインは、どのビュー内でも描くことができ、方向も自由に設定できます。

測定機能:

点間距離の測定:
Mimicsでは、二次元スライスと三次元再現モデルの両方で、2点間の距離を測定できます。

プロファイルラインとグレーバリュー値の測定:
プロファイルライン表示機能は、ユーザーが定義したライン上における画像のグレーバリュー値の分布をグラフ表示します。Mimicsでは、グレーバリューに関する正確な測定を3つの方法で実施できます。スレッショルド法、4点法、ならびに4インターバル法です。これらの方法は、工業用CTで使用されているものと同じです。

密度の測定:楕円または長方形領域内部の密度を測定することができます。面積、平均値、グレーバリュー、標準偏差が表示されます。すべての測定値はプロジェクトファイル内に保存され、プロジェクトマネジメント画面内に表示されます。

注釈ラベル:

注釈ラベルは、3Dモデルに情報を追加したい場合に利用できます。ラベルはあらゆる方向に配置でき、フォントを変更することもできます。また、すべてのビュー間を移動させることも可能です。注釈ラベルを付けたマスクをスライス画像フォーマットに保存する場合に限り、ラベルは水平または垂直方向のみに限定されます。

レポート作成:

高度なレポート機能により、プロジェクトの一般的な情報と三次元ビューならびにすべての軸位断像を含む完全なレポートを作成し、印刷することができます。スクリーンショットはすべてのビューで作成でき、印刷またはファイルに保存(BMPまたはJPEG)することができます。さらに、原寸大のBMPまたはJPEGファイルをエクスポートする機能も搭載されています。

プロジェクト管理:
プロジェクト管理ダイアログ内では、各種のデータとプロパティを理想的な方法で整理し、取り扱うことができます。セグメンテーションマスク、三次元レンダリング、ポリライン、STLファイル、測定設定、プロファイルライン等のデータを管理できます。